Способ сварки трением

союз соаетснихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 01 20/ 14 В ГОСУДа СтаеПО ДЕЛАМ ИЗОБ ННЫЙ НОМИТЕТ СССР ТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТ Ю.В.Бров(54) (трехром в 7) 1. СП еталей о ащают ср давлени СОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМновременно, при котоднюю деталь, приклав сварочных стыках в о истечени реме ают х наг а о аще ие прекр давлени щ и создаюо т л и ч а с целью повыш ч щ и с ем, чт я Ч(71) Челябинский филиал Научно-произ водственного объединения технологии тракторного и сельскохозяйственного машиностроения(72) В.И.Дыскин, В.В.Остряков,екетов, С.И.Матвеев и С,В.федо-621.791,4(088.8)Сборка трением в автомобилении. Руководящий технический маРТМ 37.002.0365-82. Челя 1982, с. 62, рис. 42 а,б,в. изводительности путем уменьшения времени на загрузку и выгрузку деталей при создании сварочного давления пластическим деформированием средней детали, среднюю деталь вращают и де,формируют с помощью валков, оси которых параллельны оси детали,2. Способ по п.1, о т л и ч. а ю - щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, валки выполняют профилированными и деформируют деталь в процессе нагрева до получения заданной формы ее наружной поверхности.3, Способ по пп. и 2, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью создания неодинакового давления в сварочных стыках в случае приварки деталей различного сечения или выполненных из разного материала, валки выполняют с несимметричной относительно их попереч верхностью.1 12Изобретение относится к области сварки трением и может быть использовано прн сварке деталей типа карданч ных валов, реактивных штанг и т.п,Пелью изобретения является повышение производительности путем уменьшения времени на загрузку и выгрузку деталей при создании сварочного давления пластическим деформированием средней детали.На фиг, показана схема сварки трением с помощью валков, оси которых параллельны оси детали 1 на фиг.2- схема получения ступенчатого вала коробки передач; на фиг.3 - схема получения вала с шестерней (накатка шестерни и приварка крайних деталей осуществляются одновременно); на фиг.4 - схема приварки крайних деталей, имеющих неодинаковое сечение.Левая деталь имеет трубчатое сечение, а правая - сплошное сечение.Различное давление в сварочных стыках создается за счет несимметричного обжатия средней детали относительно ее середины с помощью валков, имеющих несимметричную относительно поперечной оси рабочую поверхность. С помощью калиброванных валков осуществляют формоизменение средней детали до получения ступенчатого валика с одновременной приваркой к нему выходных концов, диаметр которых значительно меньше. Перед началом процесса концы средней детали предварительно нагревают с помощью индуктора ТВЧ до температуры 900-1000 С,Обжатие средней детали (фиг. и 4) осуществляется валками, имеющими бочкообразную форму, с тем, чтобы уменьшить усилие обжатия на валках и облегчить течение металла во время пластического деформирования.Для создания проковочного давления во всех схемах использованы пакеты предварительно сжатых тарельчатых пружин, аккумулирующих определенную, заранее заданную (зазор. между корпусом зажимного устройства и станиной) величину энергии в процессе нагрева сварочных стыков,Это сделано для того, чтобы повысить стабильность сварочного цикла за счет четкой величины проковочного давления, Возможно создание проковочного давления при жестко закрепленных зажнмных устройствах крайних деталей путем увеличения радиального 32437 1обжатия со стороны валков . Однакопосле сварки средняя деталь получаетнезначительную трехгранность (при использовании трех валков), Там, где5.форма средней детали не имеет значения, а определяющим является получение конечного размера детали с жесткими допусками на осевые размеры,целесообразно зажимные устройства16 крайних деталей фиксировать неподвижно относительно станины.Способ осуществляется следующимобразом.Среднюю деталь 1 устанавливают ввалках 2. Крайние детали 3 закрепляют в зажимных устройствах 4, смонтированных на станине 5 с возможностьюосевого упругого смещения. В качестве упругого элемента используют пакеты предварительно сжатых тарельчатыхпружин б,С помощью валков 2 деталь 1 предварительно сжимают до усилия несколько меньше того, при котором происходит пластическая деформация (расчетусилий производят по известным формулам из теории обработки металлов давлением).Включаются приводы вращения валков и деталь разгоняется до заданныхоборотов. После этого подается сигнал на увеличение давления сжатиявалков, Давление увеличивают до техпор, пока эажимное устройство несместится до упора в станину 5, сжавпри этом пакеты тарельчатых пружинб. После этого давление в стыке поддерживается постоянньм с помощью тензодатчика давления (ие показан).При уменьшении давления подается6 сигнал иа приводы перемещения валкови .обжатие детали увеличивается, приувеличении давления сверх допустимого подается сигнал на уменьшение обжатия средней детали.После разогрева сварочных стыковвремя разогрева задается реле времени (не показано), подается сигнал наторможение валков. После остановкивалков давление обжатия понижаетсяф до величины, при которой пластическая деформация прекращается и проковка осуществляется пакетом предварительно сжатых тарельчатых пружинб. После сварки нижние валки разво 5 дят и сваренная деталь падает в тару.(не показана).На фиг,2 и 3 процесс нагрева ведут до тех пор, пока не закончат фор1232437 3мообразование наружной поверхности средней детали. При накатке шестерни среднюю деталь предварительно нагревают до температуры 1100 С.П р и м е р. Материал средней детали Сталь 30, диаметр 36 мм, длина 530 мм.Диаметр валков 200 мм. Материал валков Сталь ХВГ. Угловая скорость вращения валков 1000 об/мин. Угловая 1 О скорость средней детали 5500 об/мин. Угловая скорость средней детали получается при умножении угловой скорости вращения валков на отношение диаметра валка к диаметру средней де тали.Усилие сжатия валков во время разгона детали 3000 кгс.Усилие сжатия валков при нагреве 20000 кгс. ,20Для уменьшения усилия сжатия валков целесообразно предварительно среднюю деталь нагревать в печи или с помощью ТВЧ до температуры 900- 1000 С. . 25В процессе нагрева сварочного стыка пакет тарельчатых пружин дополнительно сжимается на 3 мм, Усилие пружин при этом равняется 5000 кгс. При проковке пружины разжимаются примерно на 1,5-2 мм и окончательное усилие проковки составляет примерно 4500 кгс. Цикл сварки длится 8 с, из них время нагрева составляет 6 с.Общее удлинение средней детали во время сварки составляет 15 мм.35Зазор между торцами свариваемых деталей перед сваркой равняется примерно 0,5 мм. Осадка при сварке составляет 12 мм (общая).40При этом максимальное уменьшение диаметра средней детали за счет обжатия составляет 0,25 мм. Уклон на бочкообразном валке равен 0,001.Предлагаемое техническое решение позволяет создавать принципиально новый тип сварочного оборудования, обладающего более широкими технологическими воэможностями, позволяющего помимо сварки трением осуществлять50 формоизменение наружной поверхности свариваемой детали с одновременным упрочнением наружного слоя. 4Способ может быть также использован при сварке одновременно двух пардеталей, одна из которых имеет формутела вращения. При этом в валках устанавливается сразу же пара деталейдо касания торцов друг в друга,Кроме того, предлагаемое техническоерешение позволяет уменьшить время на загрузку и выгрузку свареннойдетали, так как деталь во время этихоопераций не нужно перемещать черезшпиндель, т.е. повысить производительность.По предлагаемому способу могутбыть сварены детали, размеры крайнихчастей которых значительно большесредней части. Извлечение свареннойдетали осуществляется путем поднятияверхнего валка или перемещения в разные стороны нижних валков.Одновременно со сваркой может бытьосуществлено формоизменение наружной поверхности средней детали - накатка шестерни, получение ступенчатого вала, вала с буртиками и т.п,Это позволяет расширить технологические возможности оборудования длясварки трением.При конструировании устройств длясварки трением отпадает необходимость в приводе осевого сварочногодавления, так как давление в сварочных стыках создается эа счет,пластической деформации средней детали спомощью приводов радиального перемещения валков. При этом возможно создание неодинакового давления в сварочных стыках за счет деформированиясредней детали валками, имеющими не,симметричную форму относительно центра валка,Предлагаемый способ сварки трением позволяет достаточно просто, эа счет увеличения диаметра валков, создавать угловые скорости вращения средней детали порядка 10000 - 20000 об/мин, что позволяет осуществлять сварку как по обычному, так и по инерционному циклу, причем в последнем случае валки выполняют функцию маховиков.Фиг. О Составитель И.ФелициТехред И.Попович рректор МЛароши Тираж 1001 НИИПИ Государственного к по делам изобретений и 13035, Москва, Ж, Раушаказ 2729/15 Нодписитета СССР ткрытии кая наб оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4